變電站繼電保護(hù)二次回路隱患排查方法研究

國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司吳忠供電公司 冉慶禹

1 引言

在我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展迅猛的今天，變電站的供電工作是目前需要高度重視的一個(gè)供電環(huán)節(jié)，也就是因?yàn)檎约皹I(yè)界專業(yè)人士的高度關(guān)注，才會(huì)使我國(guó)現(xiàn)階段的電力行業(yè)有了平穩(wěn)安全的發(fā)展。盡管科技水平有了很大的提高，但也由于電力行業(yè)的發(fā)展過(guò)快，變電站的正常運(yùn)行也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，這對(duì)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展有了新的威脅。變電站繼電保護(hù)二次回路隱患的排查與解決是促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的一大重要任務(wù)，通過(guò)這種措施可以有效地為我國(guó)國(guó)民的生產(chǎn)生活提供穩(wěn)固的保障。

對(duì)于促進(jìn)我國(guó)國(guó)民的生產(chǎn)工作正常運(yùn)行，電力系統(tǒng)在其中發(fā)揮著不可忽視的重任，電網(wǎng)中的電力傳輸對(duì)于社會(huì)的發(fā)展有著重要影響，并且對(duì)于提升我國(guó)的綜合國(guó)力同樣有重要的能力，也會(huì)促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體效益的發(fā)展。所以說(shuō)在電力系統(tǒng)中，變電站是其中最為重要的一環(huán)，因此其中的二次回路是不可忽視的重要部分。但是，我國(guó)現(xiàn)階段變電站繼電保護(hù)二次回路還存在著部分隱患，影響著電力行業(yè)的整體發(fā)展及國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。電力系統(tǒng)的工作人員，特別是專門處理變電站內(nèi)有關(guān)于繼電保護(hù)二次回路中的隱患及問(wèn)題的技術(shù)人員，他們?cè)谌粘９ぷ髦袊?yán)謹(jǐn)仔細(xì)的查找并積極實(shí)施措施去解決這些隱患問(wèn)題，從而確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，變電站繼電保護(hù)二次回路隱患的檢查工作顯得尤為重要。

2 變電站繼電保護(hù)二次回路主要隱患

一般而言，繼電保護(hù)只是二次回路的一種功能而已，二次回路也是指變電站中供給控制、信號(hào)、測(cè)量、繼電保護(hù)和斷路器分合的電源。運(yùn)行時(shí)二次回路需要時(shí)刻控制和檢測(cè)一次回路，因此二次回路在工作時(shí)易受外界因素影響，從而會(huì)致使電網(wǎng)系統(tǒng)中同一回路的電子元件存在一定的安全隱患。結(jié)合目前我國(guó)所有變電站內(nèi)部的二次回路設(shè)計(jì)與運(yùn)行，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：PT 斷線問(wèn)題、CT 質(zhì)量問(wèn)題。有這樣的隱患存在，變電站二次回路的正常運(yùn)行會(huì)受到很大的威脅。在電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行期間如果遇到這些故障問(wèn)題，整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的電子元件以及其他重要設(shè)備可能會(huì)產(chǎn)生停機(jī)的故障。在這種情況下，工作人員必須要密切關(guān)注斷線狀況是否會(huì)出現(xiàn)在PT 回路，與此同時(shí)也必須要保證整體質(zhì)量處于高效的CT 回路[2]。

不只是如此，二次回路同樣有著以下幾點(diǎn)安全問(wèn)題：

對(duì)二次回路中運(yùn)行狀態(tài)的誤判。如果在設(shè)計(jì)前期或者是設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，這樣二次回路的工作就有可能會(huì)出現(xiàn)一定的故障。所以，如果在施工過(guò)程中沒(méi)有具體數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行科學(xué)參考，沒(méi)有按照規(guī)定進(jìn)行正規(guī)操作，正規(guī)要求的工作時(shí)長(zhǎng)和總線長(zhǎng)度之間的差異就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算方面的失誤；

在設(shè)計(jì)初期的接線錯(cuò)誤也會(huì)使二次回路受到停工的威脅，對(duì)于這種問(wèn)題造成的原因是設(shè)計(jì)人員不按照科學(xué)規(guī)范進(jìn)行接線工作。

在設(shè)計(jì)初期，設(shè)備沒(méi)有進(jìn)行檢測(cè)，在運(yùn)行時(shí)間達(dá)到一定長(zhǎng)度之后重要電子元件出現(xiàn)老化變質(zhì)的問(wèn)題。二次回路經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)行之后，二次回路內(nèi)部的電子元件與接線處會(huì)出現(xiàn)老化、磨損、不牢固的隱患，這些隱患會(huì)給繼電保護(hù)中的二次回路造成嚴(yán)峻的威脅，比如二次回路接線部位的觸頭損壞，并且此部位沒(méi)有自動(dòng)化控制，如果人員沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這就會(huì)產(chǎn)生很大的安全隱患。

二次回路多點(diǎn)接地的特殊性質(zhì)，如果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的話就會(huì)導(dǎo)致中線電壓出現(xiàn)偏差，進(jìn)而導(dǎo)致相電壓的紊亂，但這種隱蔽性故障較難發(fā)現(xiàn)。在相電壓出現(xiàn)紊亂時(shí)，假設(shè)是二次回路的正方向產(chǎn)生了故障，那么對(duì)于較小元件的故障警告就會(huì)產(chǎn)生誤判，使相電壓出現(xiàn)偏差，使繼電保護(hù)系統(tǒng)中脫機(jī)離線，使正常的輸電工作出現(xiàn)差錯(cuò)，又或者說(shuō)當(dāng)二次回路線路出現(xiàn)故障，尤其是當(dāng)值電壓方向出現(xiàn)相反的狀況，就有可能造成繼電器確定值偏移，從而引起整個(gè)電網(wǎng)的癱瘓。

因此，在繼電保護(hù)中，假設(shè)二次回路出現(xiàn)故障而停止運(yùn)行，則這個(gè)故障會(huì)直接影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)和其他系統(tǒng)內(nèi)部電子元件的穩(wěn)定工作，從而可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損壞、供電區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大面積停電的問(wèn)題，情況嚴(yán)重的話甚至?xí)斐苫馂?zāi)危害，進(jìn)一步威脅人民生命以及財(cái)產(chǎn)安全。因此制定有針對(duì)性的解決方案和對(duì)策進(jìn)行故障排除工作，以確保一次回路中同一道路的高效安全運(yùn)行。

多點(diǎn)接地是二次回路日常運(yùn)行中常見的隱患，表現(xiàn)為中心線電壓暴露在偏壓下的情況，會(huì)導(dǎo)致相關(guān)相的電壓波動(dòng)，使數(shù)值可能較高或較低，導(dǎo)致數(shù)值偏離正常運(yùn)行。如果相電壓像這樣上下波動(dòng)，往往很難借助三相電壓的平衡策略進(jìn)行排查，直到排除隱患。由于不能及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)并鎖定相電壓波動(dòng)隱患，后續(xù)工作處于被動(dòng)狀態(tài)。一旦操作有誤，會(huì)直接造成二次回路中的相關(guān)設(shè)施遭遇顯著的負(fù)面影響，重者甚至使電路的大面積運(yùn)行被迫終止，危及重要電力設(shè)施，甚至還能給操作人員的人身安全帶來(lái)不小的威脅[3]。

在繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行過(guò)程中，元器件的老化、溫度的劇烈變化、工作電源的變化都會(huì)給運(yùn)行中的二次回路埋下隱患。這些內(nèi)外因素造成的安全隱患是隱蔽的，不易被察覺(jué)。比如電子元器件的特性在高溫環(huán)境下會(huì)受到很大影響，工作電源的變化也會(huì)直接影響既定電位的變化；或者二次回路電纜外層老化，內(nèi)層電纜裸露，可能造成多點(diǎn)接地或寄生回路，不能有效發(fā)揮繼電保護(hù)二次回路的作用。目前，在變電站二次回路隱患排查過(guò)程中，二次回路的接線錯(cuò)誤也會(huì)極大地影響其隱患排查的水平和質(zhì)量。主要是由于變電站內(nèi)部人員在二次回路接線過(guò)程中專業(yè)知識(shí)和技術(shù)水平較低，無(wú)法保證接線過(guò)程的水平和質(zhì)量，從而影響變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的水平和質(zhì)量以及變電站本身的質(zhì)量和效率。

二次回路是一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)，涉及很多元件，每個(gè)元件都會(huì)影響繼電保護(hù)二次回路的正常運(yùn)行。當(dāng)繼電保護(hù)二次回路中任何一個(gè)元件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，如果維護(hù)人員不熟悉裝置的原理，維護(hù)時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成停電。負(fù)荷故障是繼電保護(hù)二次回路中最常見的故障。為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行，二次回路的負(fù)荷必須控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。一旦出現(xiàn)負(fù)面問(wèn)題，就會(huì)引發(fā)一系列隱患，導(dǎo)致電力系統(tǒng)無(wú)法正常穩(wěn)定工作。所以在電力系統(tǒng)的日常維護(hù)中，一定要時(shí)刻關(guān)注二次回路的負(fù)荷，定期檢查。如果發(fā)現(xiàn)二次回路過(guò)載或有過(guò)載跡象，維護(hù)人員必須根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況進(jìn)行有效的調(diào)整和控制，適當(dāng)降低電流互感器中的電磁電流，始終將二次回路的負(fù)荷控制在正常范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 繼電保護(hù)二次回路排查檢測(cè)方法

繼電保護(hù)系統(tǒng)的二次回路可以使繼電保護(hù)系統(tǒng)更安全、更經(jīng)濟(jì)，也可以使繼電保護(hù)系統(tǒng)充分發(fā)揮其保護(hù)功能。當(dāng)二次回路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，容易導(dǎo)致系統(tǒng)回路短路，測(cè)量?jī)x表的測(cè)量出現(xiàn)誤差，更嚴(yán)重的是影響差動(dòng)保護(hù)的正常運(yùn)行。為了更好地解決這些問(wèn)題，可以用調(diào)試的方法來(lái)檢查二次回路的隱患。隱患發(fā)現(xiàn)后，還可以利用調(diào)試方法拉進(jìn)行修復(fù)解決，維護(hù)繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。輸入電壓值時(shí)，輸入值不能太高，調(diào)試時(shí)輸入電壓值應(yīng)為額定電壓值的80%[4]。同時(shí)，在調(diào)試過(guò)程中，盡量減少一些影響實(shí)驗(yàn)的因素。輸入電壓后，可以分析電路的情況得出結(jié)果，要驗(yàn)證和分析電路設(shè)計(jì)邏輯的正確性和邏輯性。

調(diào)試閉鎖電路時(shí)，要對(duì)閉鎖電路中的各個(gè)器件進(jìn)行調(diào)試和檢查。帶電合閘時(shí)應(yīng)注意有效操作，防跳回路隱患可通過(guò)閉鎖操作和分合閘操作檢查。調(diào)試開關(guān)量時(shí)，可通過(guò)同期監(jiān)視功能檢查斷路器、電動(dòng)刀閘等設(shè)備的故障。在結(jié)束整個(gè)組的上行和調(diào)試后，避免再次更改調(diào)試數(shù)據(jù)。調(diào)試電路中的電纜時(shí)，要詳細(xì)檢查和調(diào)試開關(guān)和電路的控制隱患。在調(diào)試過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)接線錯(cuò)誤或未接通的控制回路，應(yīng)立即斷開設(shè)備電源，迅速拔出測(cè)量控制回路絕緣電阻的插件，針對(duì)回路的絕緣熱老化、絕緣擊穿或熱老化采取相關(guān)預(yù)防措施，并進(jìn)行詳細(xì)檢查，防止絕緣出現(xiàn)問(wèn)題。

排除斷路器信號(hào)隱患時(shí)，要密切注意分合閘位置，根據(jù)系統(tǒng)的具體命令進(jìn)行操作，確保安全。然后將調(diào)試各種或所有信號(hào)故障檢查出來(lái)。調(diào)試遠(yuǎn)動(dòng)功能時(shí)，可根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)和上下行信息進(jìn)行檢查和調(diào)試，主要包括刀閘位置信息、調(diào)度校對(duì)信息、模擬量和電氣測(cè)量信息、遠(yuǎn)控量和電氣測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸、打印功能和報(bào)警功能、遠(yuǎn)動(dòng)的準(zhǔn)確度測(cè)量和檢驗(yàn)，以判斷是否符合要求和標(biāo)準(zhǔn)。

在變電站繼電器二次回路隱患的實(shí)際排查中，不僅可以通過(guò)調(diào)試的方法排查隱患，還可以通過(guò)檢修變電站繼電器二次回路來(lái)排查隱患。當(dāng)變電站二次回路發(fā)生電磁干擾或其他故障，如DC 接地，將直接導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)、母線開關(guān)非正常跳閘、線路絕緣擊穿、越級(jí)跳閘等各種問(wèn)題。在檢查和維護(hù)二次回路時(shí)，工作人員應(yīng)注意檢查相關(guān)項(xiàng)目的改進(jìn)，并對(duì)二次回路的每個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，以確保二次回路的安全運(yùn)行。在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和維護(hù)時(shí)，可以使用先進(jìn)的仿真技術(shù)來(lái)分析二次回路的系統(tǒng)性能和接口信息[5]。

另外，在進(jìn)行隱患排查時(shí)，要確保對(duì)二次回路中的每一個(gè)接線端子進(jìn)行檢查，不能有遺漏，對(duì)端子盒內(nèi)的各種接線做好仔細(xì)排查。對(duì)二次端子準(zhǔn)確度情況與型號(hào)進(jìn)行詳細(xì)核對(duì)，確保型號(hào)和精準(zhǔn)度的正確性。在實(shí)際的排查隱患工作中，如說(shuō)端子盒在環(huán)境危險(xiǎn)惡劣的地點(diǎn)，還可以采用保護(hù)定檢的方法來(lái)進(jìn)行隱患的排查工作。接下來(lái)就是日常的隱患排查流程：檢查交流與直流進(jìn)線保險(xiǎn)、熔斷器、絕緣監(jiān)察、支路輸出、直流輸出、硅堆、變壓器、電容儲(chǔ)能，拉開線路排查直流接地隱患，排查時(shí)直流回路切斷時(shí)間一定要確保＜3s，之后通過(guò)檢修配線、轉(zhuǎn)換開關(guān)、繼電器接線點(diǎn)、跳閘線圈、開關(guān)接點(diǎn)及操作保險(xiǎn)等逐級(jí)排查故障隱患點(diǎn)。檢查二次回路中變壓器的潛在故障時(shí)，可用四端電阻測(cè)量法檢查容量及精度、繞組連接、極性關(guān)系等結(jié)構(gòu)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量電壓降檢查差動(dòng)保護(hù)和短路隱患，以及電路阻抗力檢查變壓器極性時(shí)，必須分別檢查電壓回路中的保護(hù)部分和測(cè)量部分，取下熔斷器，斷開接線盒之間的空氣開關(guān)。

另外，母聯(lián)開關(guān)檢查完畢后才能切換母線，然后進(jìn)行母聯(lián)開關(guān)電路設(shè)計(jì)的保護(hù)接線和隱患排查。同時(shí)要檢查母線中性點(diǎn)的電位水平和DC 回路的絕緣情況，排查線路越級(jí)跳閘隱患。在檢查運(yùn)行中的變壓器時(shí)，發(fā)現(xiàn)變壓器有異味、發(fā)熱、異響等現(xiàn)象，所以有必要檢查短路的隱患。在對(duì)二次回路的電路進(jìn)行檢查和維護(hù)時(shí)，通過(guò)儀表檢查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)儀表百分表始終為零時(shí)，變壓器的硅鋼片振動(dòng)幅度變大，或在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電路端子有著火，二次回路的外殼有異味或冒煙，二次回路元件的接頭有異常放電，需要對(duì)二次回路開路進(jìn)行隱患排查。紅外測(cè)溫技術(shù)還可用于檢查變電站繼電器二次回路中的隱患。利用紅外測(cè)溫技術(shù)排查隱患，可以確保對(duì)變電站繼電器二次回路的每一個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面掃描檢查，并顯示變電站繼電器二次回路中檢測(cè)到的異常情況，顯示準(zhǔn)確位置，便于變電站繼電器二次回路隱患的排查和維護(hù)[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段變電站繼電保護(hù)二次回路的隱患排查工作仍存在一些問(wèn)題，在對(duì)變電站繼電保護(hù)二次回路進(jìn)行隱患排查時(shí)，工作人員要做到與時(shí)俱進(jìn)，充分靈活運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站繼電保護(hù)二次回路中存在的隱患問(wèn)題，并進(jìn)行相應(yīng)處理，保證變電站的正常運(yùn)行，促進(jìn)電力行業(yè)的不斷優(yōu)化與創(chuàng)新發(fā)展。